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技术前沿

螺母柱装置边墙结构的成果分析

    按德国RAW的布置方案,计算成果表明,在荷载组合,荷载作用方向竖直向上,两种工况下,压铆螺母柱边墙最大竖向拉应力为11.27MPa,螺母柱锚筋的最大轴力为226.5kN,最大剪力为68kN。在荷载组合和荷载组合,荷载作用方向竖直向下,两种工况下,螺母柱边墙最大竖向拉应力为3.02MPa,螺母柱锚筋的最大轴力为60.7kN,最大剪力为18.2kN。在最不利的荷载组合,螺母柱边墙中出现的竖向拉应力较太,且拉应力区分布范围较深:若按如此大的竖向应力进行配筋计算,在仅1m厚的边墙内难以保证受拉区所需钢筋量,边墙强度难以保证。锚筋承载也超出了锚筋的抗拔力承载限值,难以满足结构安全运行的要求。

    边墙竖向拉应力及钢筋抗拔力均较大的主要原因有两个:1)由于极端事故锁定荷载较大,达14 000kN2)按德国BAW的布置方案,拉铆螺母柱及其调节结构的横向刚度分布不均匀,且相对较弱,不利于铆螺母柱与边墙之间力的传递和分配,导致锚筋轴向承载力沿螺母柱高度方向分布不均匀,部分锚筋的轴向抗拔力较大,边墙中出现较大的竖向拉应力,超过控制标准要求。

    由升船机运行要求确定的事故锁定荷载14 000kN不可能减少,因此只能从增强铆螺母柱结构自身刚度方面寻找解决问题的途径,达到均匀分配锁定荷裁,使边墙受力均匀来解决存在的问题。依此思路,将原德国BAW方案中的螺母柱其调节机构作了一定调整,使其横向剐度分布趋于均匀,同时将局部边墙增厚至l.5m。再次计算结果表明,在最不利荷载组合下,螺母柱边墙最大竖向拉应力为4.25MPa,螺母柱锚筋的最大轴力为101.1kN,最大剪应力68.56kN,达到了预期的降低边墙最大竖向拉应力和锚筋轴向抗拔力的要求。进一步复核计算表明,按照这一布置方案,边墙能满足结构及强度要求,锚筋强度亦能满足设计要求。

    在原德国BAW推荐方案的螺母柱边墙及其调节机构研究成果的基础上,结台三蛱升船机实际情况,对其局部结构进行适当修改和调整后,压铆螺母柱边墙局部问题是可以得到妥善解决的,有关结构的进一步深化和完善,可在此方案通过正式评审后继续进行。

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